Opinioni
27 Aprile 2012
14:59

La plastica del futuro, ora grazie ai batteri

Capace di condurre l’elettricità meglio del rame, trasparente come il vetro e circa 200 volte più resistente dell’acciaio, nonché flessibile come la plastica, eppure estremamente comune, come la mina di una qualsiasi matita.
A cura di Julia Rizzo

Costituito da uno strato di atomi di carbonio collocati su una struttura a nido d'ape, il grafene è considerato uno dei materiali più promettenti del futuro. Un materiale da premio Nobel, premio ottenuto  nel 2010 in Fisica da Andre Geim e Konstantin Novoselo per essere riusciti ad isolarne un singolo strato. Da allora tutta la comunità scientifica è in fermento intorno a questo materiale bidimensionale dai mille aspetti sorprendenti.

In collaborazione con i batteri. Il metodo innovativo sperimentato da Yuji Tanizawa, ricercatore della Toyohashi University of Technology (Aichi, Giappone), sfrutta dei microorganismi fluviali manipolati per produrre grafene di alta qualità a partire dall’ossido di grafite. Un processo a basso costo, e nel completo rispetto dell'ambiente a partire dall’ossido di grafite, ovvero grafene “sporco” di atomi di idrogeno e ossigeno. I processi impiegati per estrarre il grafene puro sono molto costosi e persino tossici. Per questo i ricercatori giapponesi hanno deciso di avvalersi dell’aiuto biologico di batteri, come ad esempio Shewanella oneidensis, che sono capaci di trasformare l’ossido di grafite in grafene puro, tramite un processo noto come respirazione biologica. Gli scienziati sono così riusciti ad ottenere frammenti di grafene grandi 100 micron e di ottima qualità, in un processo non tossico e poco costoso.

Dall’elettronica alle nanotecnologie: le mille e uno applicazioni del grafene. Grazie alla sorprendente conduttività elettrica, le principali applicazioni del grafene sono nell’elettronica, ovvero nella realizzazione di super-transistor capaci di trasmettere a frequenze superiori a 100 GHz.
Anche nel campo dell’ottica il grafene trova le sue applicazioni. Grazie al suo aspetto trasparente è infatti possibile creare dei modulatori ottici, ovvero degli interruttori capaci di controllare il percorso dei segnali luminosi. I primi modulatori ottici a base di grafene, grandi pochi micron, sono stati realizzati all'Università di Berkeley (ricerca pubblicata nel maggio del 2011 su Nature) e saranno utilissimi nell'ottica quantistica e nella comunicazione digitale ad altissima velocità.

La plastica del futuro. La densità del grafene lo rende impermeabile ai gas, una proprietà che potrebbe essere sfruttata per creare filtri più efficienti, ad esempio nella produzione di biocarburanti. La sua flessibilità permetterà inoltre di costruire nanotubi di carbonio arrotolabili, che già oggi sono alla base di moltissime applicazioni nel campo delle nanotecnologie.
Recentissima è la scoperta (gennaio 2012 su Nature Physics) che mette in evidenza le proprietà magnetiche di questo materiale.
Sicuramente anche da questa scoperta si aprirà un mondo nella ricerca scientifica, ma rimane anche la certezza che c’è ancora molto da scoprire.

Julia Rizzo è laureata in biologia ed è appassionata di comunicazione scientifica, soprattutto in ambito naturalistico ma anche biomedico. Attualmente vive a Bolzano.
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